區(qū)塊鏈技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的物聯(lián)網(wǎng)安全研究綜述

楊恒翔 王燕軍 楊大偉 馬軍

摘要：物聯(lián)網(wǎng)正確恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用了當(dāng)下流行的互聯(lián)網(wǎng)，對信息等進(jìn)行了快速的傳遞。最初物聯(lián)網(wǎng)的閱讀器采用的是可信節(jié)點(diǎn)，保證了被傳遞信息的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)所面臨的安全問題也在逐漸增加。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);安全

1概述

目前，物聯(lián)網(wǎng)所面臨的安全問題主要來自于三個(gè)層面，分別是應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感覺層。區(qū)塊鏈的本質(zhì)是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，區(qū)塊鏈技術(shù)是將所有信息進(jìn)行分類記錄，將信息保存在不同的節(jié)點(diǎn)中而不是在統(tǒng)一的中心器中。區(qū)塊鏈技術(shù)不僅保障了信息保存的安全而且可以很方便的進(jìn)行移動(dòng)，所有過程都是安全可靠的;另外，該技術(shù)做到了公開透明，可以使所有用戶都能夠隨時(shí)看到其所記錄保存的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2物聯(lián)網(wǎng)目前存在的安全問題

2.1隱私安全

之前的信息傳遞通路是一對一的形式，而現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞都是一對多的形式，信息傳遞通路不能適應(yīng)新的物聯(lián)網(wǎng)需求，就使得信息在傳遞的過程中極容易受到干擾，尤其是用戶在使用公共網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，公共網(wǎng)絡(luò)往往安全防護(hù)措施較差，任何人都可以使用該網(wǎng)絡(luò)，就使得很多用戶的個(gè)人信息被泄漏或者遭到篡改。

2.2認(rèn)證和訪問的安全問題

網(wǎng)絡(luò)中的認(rèn)證主要有兩種，即身份認(rèn)證和消息認(rèn)證。身份認(rèn)證是通過密鑰來保證的，如果通信雙方中有一方的密鑰被盜取，通信雙方的會(huì)話數(shù)據(jù)就會(huì)被攻擊者竊取，造成通信雙方的損失。消息認(rèn)證是發(fā)送方和接收方在通信時(shí)用來保證信息安全和完整的一種認(rèn)證方法。物聯(lián)網(wǎng)中的認(rèn)證是指發(fā)送方和接收方確定通信時(shí)的一個(gè)消息認(rèn)證碼，發(fā)送方根據(jù)返回信息的消息認(rèn)證碼確認(rèn)接收方已接收它發(fā)送的消息。

2.3數(shù)據(jù)信息的安全問題

以往對于數(shù)據(jù)信息的處理都是離散式的，而現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)對于數(shù)據(jù)的處理都是流動(dòng)式的，對數(shù)據(jù)隨時(shí)進(jìn)行處理，這就意味著一旦有不法分子攻破了安全防線，所有的數(shù)據(jù)信息就會(huì)連續(xù)的被竊取，給物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全造成了極大的威脅。物聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)的處理流程如圖1所示。

3區(qū)塊鏈技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

3.1去中心化

去中心化是區(qū)塊鏈技術(shù)最主要的優(yōu)點(diǎn)。它可以有效的維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息，保證了每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的平衡，另外每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)，只有成功驗(yàn)證后才能夠繼續(xù)傳遞信息，很好的保障了信息的傳遞安全。

3.2去信任化

區(qū)塊鏈將所有交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在它的各個(gè)區(qū)塊中，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂谜吣軌驅(qū)崟r(shí)獲得區(qū)塊鏈中的全部數(shù)據(jù)，使得交易去信任化。區(qū)塊鏈去信任化的特點(diǎn)能夠用在物聯(lián)網(wǎng)的互信機(jī)制中，使用戶之間的交易更加透明化。

3.3及時(shí)性

區(qū)塊鏈技術(shù)可以準(zhǔn)確及時(shí)的記錄每一次交易的相關(guān)信息，為日后查找數(shù)據(jù)提供了足夠的保障。該特點(diǎn)使得數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確，不能隨意更改，同時(shí)也降低了成本投入，保障了信息的安全。

3.4對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理

區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)加密能夠保證物聯(lián)網(wǎng)中交易數(shù)據(jù)的安全，降低交易數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。在交易過程中，區(qū)塊鏈技術(shù)采用時(shí)間戳機(jī)制為每筆交易生成一個(gè)ID，用戶可以根據(jù)ID查詢到相應(yīng)的交易數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將不斷生成的交易加入到所有區(qū)塊中，當(dāng)新區(qū)塊生成條件得到所有用戶的認(rèn)證之后，當(dāng)前區(qū)塊就被加入到主區(qū)塊鏈中，每個(gè)區(qū)塊采用通過一定算法生成的哈希值來標(biāo)識(shí)自身的唯一性。如果攻擊者想篡改數(shù)據(jù)，就必須修改所有區(qū)塊中的數(shù)據(jù)，對于一個(gè)成熟的區(qū)塊鏈來說，這是不可能實(shí)現(xiàn)的，由此實(shí)現(xiàn)了對交易數(shù)據(jù)的加密。

4將區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合后的安全情況

4.1經(jīng)濟(jì)安全得到了保障

區(qū)塊鏈技術(shù)在金融行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以有效的對信息進(jìn)行分類整理和傳送，還能夠保證信息的安全，保護(hù)用戶和公司的隱私。大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，保障了經(jīng)濟(jì)的安全。

4.2中介的作用被削弱

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了第三方控制物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)象。很多交易過程和行為被第三方竊聽。而區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用就很好的屏蔽了第三方的控制，使得交易雙方能夠直接溝通，減少了信息竊聽和泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3保障了信息和隱私的安全

通過NFC、RFID、二維碼能夠獲取物品所包含的信息，甚至可以通過智能標(biāo)簽進(jìn)行交易。區(qū)塊鏈的去中心化、數(shù)據(jù)加密以及每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)使其適用于存儲(chǔ)和處理這些隱私數(shù)據(jù)，并有效防止因中心機(jī)構(gòu)被攻擊而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失損壞。此外，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，用戶能夠在不訪問原始數(shù)據(jù)的情況下對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，自己管理自己的隱私信息，不再需要擔(dān)心將信息傳遞到云服務(wù)器中的安全性。因?yàn)榧词褂泻诳腿肭至朔?wù)器，也不會(huì)得到用戶的信息。用戶還可以用區(qū)塊鏈指定自己發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上的文章、視頻、音樂等的所有權(quán)，從而起到一個(gè)版權(quán)保護(hù)的作用。

4.4公共服務(wù)的安全得到了保障

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常迅速，很快的與各個(gè)領(lǐng)域相結(jié)合起來。比較突出的是物聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)生醫(yī)療、公共交通以及食品安全這三個(gè)方面的結(jié)合。在醫(yī)療中，可以更快捷的引導(dǎo)病人就醫(yī)、查詢病人信息等，給醫(yī)生和患者都帶來了很大的便利;在交通上，可以保障交通路線和線路狀況的實(shí)時(shí)共享，導(dǎo)航系統(tǒng)也為司機(jī)駕駛提供了方便;在食品安全上，可以將產(chǎn)品的信息等上傳網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)查詢和跟蹤，保障食品流動(dòng)的安全。

5結(jié)語

總之，物聯(lián)網(wǎng)增強(qiáng)了物和物之間的聯(lián)系，區(qū)塊鏈給這種聯(lián)系提供了安全保障。對于區(qū)塊鏈對物聯(lián)網(wǎng)安全的更多作用，需要未來更深層次的研究與探索。

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（作者單位：國網(wǎng)新疆電力有限公司信息通信公司）

作者簡介：楊恒翔（1987.06.12-）;男;籍貫甘肅;漢族;研究生學(xué)歷;工程師;軟件平臺(tái)技術(shù)員;研究數(shù)據(jù)庫方向。